第1章绪论

1.1流体力学及其任务

1.1.1流体力学研究的对象

1.1.2流体力学的发展

1.1.3流体力学的任务

1.2常用的流体力学模型

1.2.1流体的连续介质力学模型

1.2.2不可压缩流体的力学模型

1.2.3理想流体力学模型

1.3分析流体力学的理论基础

1.4作用在流体上的力

1.4.1力的分析方法和力的分类

1.4.2质量力

1.4.3表面力

1.5流体的主要物理性质

1.5.1惯性

1.5.2重力特性

1.5.3压缩性和膨胀性

1.5.4黏性

思考题和习题

第2章流体静力学

2.1静水压强及其特性

2.1.1静水压强的定义

2.1.2静水压强的特性

2.2流体平衡微分方程及其积分

2.2.1流体平衡微分方程

2.2.2流体平衡微分方程的积分

2.2.3等压面及其特性

2.3重力场中流体静压强的分布规律

2.3.1流体静压强的基本方程式

2.3.2压强的计算基准

2.3.3压强的度量单位

2.3.4压差计

2.4作用于平面的静水压力

2.4.1解析法

2.4.2图解法

2.5作用于曲面的静水压力

2.6作用在潜体和浮体上的静水压力

2.7流体的相对平衡

2.7.1等加速直线运动中流体的平衡

2.7.2等角速度旋转运动中流体的平衡

思考题和习题

第3章流体运动学

3.1描述流体运动的两种方法

3.1.1拉格朗日法

3.1.2欧拉法

3.2流体运动的基本概念

3.2.1恒定流和非恒定流

3.2.2流线和迹线

3.2.3元流和总流

3.2.4流量和断面平均流速

3.2.5流动的分类

3.3连续性方程

3.3.1连续性微分方程

3.3.2恒定总流连续性方程

3.4流体微团的运动分析

3.5有旋流动和无旋流动

思考题和习题

第4章流体动力学基础

4.1流体运动微分方程

4.1.1理想流体运动微分方程

4.1.2黏性流体运动微分方程

4.2恒定元流能量方程

4.2.1理想流体运动微分方程的伯努利积分

4.2.2恒定元流能量方程的物理意义和几何意义

4.2.3黏性流体元流能量方程

4.3恒定总流能量方程

4.3.1恒定总流能量方程的推导

4.3.2能量方程的应用条件和注意事项

4.3.3总水头线和测压管水头线

4.3.4能量方程的应用

4.4恒定总流动量方程

4.4.1恒定总流动量方程的推导

4.4.2动量方程的应用

思考题和习题

第5章量纲分析与相似原理

5.1量纲概念与量纲和谐定理

5.1.1量纲和单位

5.1.2有量纲数和无量纲数

5.2相似概念及其基本内容

5.2.1流动现象相似的原理

5.2.2流体相似的特征

5.3量纲分析和相似准则推导方法

5.3.1量纲和谐原理

5.3.2量纲分析法

5.3.3流体相似准则

5.4模型律的应用举例

5.4.1模型律的选择

5.4.2模型的设计

思考题和习题

第6章流动阻力和能量损失

6.1流动阻力和能量损失分类

6.1.1沿程阻力和沿程水头损失

6.1.2局部阻力及局部水头损失

6.1.3总水头损失

6.2雷诺实验及流态判别

6.2.1雷诺实验

6.2.2流态的判别

6.3沿程水头损失与切应力的关系

6.3.1沿程水头损失

6.3.2均匀流方程式

6.3.3圆管过流断面上切应力分布规律

6.4圆管中的层流运动

6.4.1速度分布及平均流速

6.4.2沿程阻力损失的计算

6.5紊流运动

6.5.1紊流的特征与时均化

6.5.2紊流切应力

6.5.3普朗特混合长度理论

6.5.4黏性底层

6.6紊流的沿程水头损失

6.6.1尼古拉兹实验曲线

6.6.2人工粗糙管λ的半经验公式

6.6.3工业管道λ的计算

6.6.4沿程阻力系数的经验公式

6.7局部阻力损失计算

6.7.1突然扩大管

6.7.2突然缩小管

6.7.3几种典型管配的局部水头损失系数

思考题和习题

第7章孔口、管嘴和管路流动

7.1孔口恒定出流

7.1.1薄壁小孔口自由出流

7.1.2淹没出流

7.2管嘴出流

7.2.1圆柱形外管嘴恒定出流

7.2.2收缩断面的真空

7.2.3圆柱形外管嘴的正常工作条件

7.2.4其他形式的管嘴

7.3孔口的变水头出流

7.4短管的水力计算

7.4.1短管水力计算的基本公式

7.4.2短管水力计算问题

7.5长管的水力计算

7.5.1简单管路

7.5.2复杂管路

7.6有压管道中的水击

7.6.1水击发生的原因

7.6.2水击压强的计算

7.6.3防止水击危害的措施

7.7离心水泵的原理与应用

7.7.1离心水泵的工作原理

7.7.2离心水泵的性能参数

7.7.3离心泵的性能曲线与工作点的确定

思考题和习题

第8章明渠均匀流

8.1明渠的特征

8.1.1明渠底坡

8.1.2明渠断面

8.1.3明渠断面的几何要素

8.2明渠均匀流的特征及形成条件

8.2.1明渠均匀流的特征

8.2.2明渠均匀流的发生条件

8.3明渠均匀流的计算公式

8.4明渠水力最优断面和允许流速

8.4.1水力最优断面

8.4.2允许流速

8.5明渠均匀流水力计算的基本问题

8.5.1校核渠道的输水能力

8.5.2确定渠道底坡

8.5.3确定渠道断面尺寸

8.6无压圆管均匀流

8.6.1无压圆管均匀流的特征

8.6.2无压圆管水力最优条件

8.6.3无压圆管的水力计算问题

8.6.4最大充满度和设计流速

8.7复式断面明渠的水力计算

思考题和习题

第9章明渠非均匀流

9.1明渠非均匀流的基本问题

9.1.1明渠非均匀流形成条件

9.1.2明渠非均匀流的特征

9.1.3明渠非均匀流的主要研究问题

9.2明渠水流的流态及判别标准

9.2.1明渠水流流态

9.2.2微幅干扰波波速

9.2.3弗劳德数Fr

9.3断面单位能量与临界水深

9.3.1断面单位能量

9.3.2临界水深

9.3.3临界底坡

9.4水跃与水跌

9.4.1水跃

9.4.2水跌

9.5明渠恒定非均匀渐变流的微分方程

9.6棱柱形渠道中恒定非均匀渐变流水面曲线分析

9.6.1渐变流水面曲线变化分析

9.6.2渠道底坡变化时水面曲线的分析

9.7明渠非均匀渐变流水面曲线的计算

9.7.1分段求和法基本公式

9.7.2渠道的分段原则

9.7.3分段求和法的计算方法

思考题和习题

第10章堰流和闸孔出流

10.1堰流及其水力特征

10.1.1堰和堰流

10.1.2堰流的分类

10.1.3堰流基本公式

10.2宽顶堰

10.2.1自由式无侧收缩宽顶堰

10.2.2淹没式无侧收缩宽顶堰

10.2.3侧收缩宽顶堰

10.3薄壁堰

10.3.1矩形薄壁堰

10.3.2三角形薄壁堰

10.3.3梯形薄壁堰

10.4实用断面堰

10.4.1实用断面堰及其分类

10.4.2实用断面堰的计算

10.5闸孔出流

10.5.1闸孔出流与堰流的水流状态比较

10.5.2闸孔出流特征

10.5.3闸孔自由出流

10.5.4闸孔淹没出流

10.6桥孔过流水力计算

10.6.1小桥孔过流的水力特性

10.6.2小桥孔过流的水力计算

思考题和习题

第11章渗流

11.1概述

11.1.1渗流理论的应用

11.1.2水在土壤中的存在状态

11.1.3渗流模型

11.2渗流基本定律

11.2.1达西定律

11.2.2达西定律的适用条件

11.2.3渗流系数

11.3地下水的均匀流和非均匀流

11.3.1恒定均匀渗流

11.3.2恒定非均匀渐变渗流

11.4集水廊道和井的渗流计算

11.4.1集水廊道

11.4.2潜水井

11.4.3自流井

11.4.4大口井与基坑排水

11.4.5井群

思考题和习题

部分习题答案

参考文献2100433B

本书是根据给排水科学与工程专业培养方案和高等院校给排水科学与工程专业本科四年制课程的教学基本要求，同时考虑满足其他专业教学要求而编写的流体力学课程通用教材。

全书包括流体静力学，流体运动学，流体动力学基础，量纲分析与相似原理，流动阻力和能量损失等11章内容。本书理论阐述简明严谨，便于教学。教师可根据不同专业的具体要求进行选讲。 本书可作为工科院校给排水工程、土木工程、道路桥梁工程、环境工程等专业流体力学（水力学）教材，也可作为注册结构工程师、公用设备工程师流体力学考试参考书。

第2版前言

第1版前言

第1章绪论1

1.1水力学的任务及其发展概况1

1.2液体的连续介质模型3

1.3作用在液体上的力4

1.4液体的主要物理性质5

1.5水力学的研究方法12

思考题14

习题14

第2章水静力学16

2.1静水压强及其特性16

2.2液体的平衡微分方程及其积分18

2.3重力作用下的液体平衡21

2.4压强的度量及量测23

2.5重力和惯性力同时作用下的液体平衡27

2.6平面上的静水总压力30

2.7曲面上的静水总压力34

2.8浮力及浮体与潜体的稳定性*37

思考题42

习题43

第3章液体运动学48

3.1描述液体运动的两种方法48

3.2液体运动的基本概念51

3.3液体运动的类型56

3.4连续性方程60

3.5液体微团运动的基本形式64

3.6无旋流与有旋流67

思考题71

习题71

第4章水动力学基础73

4.1理想液体元流的能量方程73

4.2实际液体元流的能量方程76

4.3实际液体总流的能量方程77

4.4恒定总流动量方程的推导88

4.5理想液体运动微分方程及其积分96

4.6实际液体运动微分方程102

4.7恒定平面势流106

思考题114

习题115水力学第2版目录

第5章流动阻力和水头损失121

5.1流动阻力与水头损失的基本概念121

5.2液体流动的两种型态122

5.3沿程水头损失与切应力的关系126

5.4圆管层流沿程水头损失128

5.5液体的湍流运动简介131

5.6湍流沿程水头损失的分析与计算138

5.7局部水头损失的分析与计算148

5.8边界层基本概念及绕流阻力155

思考题161

习题162

第6章量纲分析与相似原理165

6.1量纲分析法165

6.2相似基本原理172

6.3相似准则175

6.4相似原理的应用及限制条件181

思考题187

习题187

第7章孔口、管嘴出流和有压管流189

7.1薄壁孔口恒定出流189

7.2管嘴恒定出流194

7.3孔口变水头出流196

7.4短管水力计算197

7.5长管水力计算205

7.6复杂管道水力计算210

7.7管网水力计算基础215

7.8有压管道中的水击219

7.9湍动射流及湍动扩散223

思考题230

习题231

第8章明渠恒定均匀流238

8.1明渠特征及均匀流的形成238

8.2明渠均匀流的计算公式241

8.3明渠水力断面和允许流速242

8.4明渠均匀流水力计算的基本问题245

8.5无压圆管均匀流的水力计算248

8.6复式断面渠道的水力计算251

思考题253

习题253

第9章明渠恒定非均匀流255

9.1概述255

9.2缓流、急流、临界流及其判别256

9.3断面单位能量和临界水深259

9.4水跃和水跌264

9.5明渠非均匀渐变流的基本微分方程273

9.6明渠非均匀渐变流水面曲线分析274

9.7明渠非均匀渐变流水面曲线的计算281

思考题286

习题287

第10章堰流及闸孔出流290

10.1堰流定义和分类291

10.2堰流基本公式293

10.3薄壁堰流294

10.4实用堰流297

10.5宽顶堰流300

10.6闸孔出流305

思考题309

习题310

第11章渗流312

11.1概述312

11.2渗流基本定律314

11.3恒定均匀渗流和非均匀渐变渗流316

11.4恒定渐变渗流浸润曲线的分析与计算318

11.5井和集水廊道的水力计算322

11.6井群的水力计算328

11.7用流网法求解渗流问题330

思考题334

习题335

习题答案(部分)337

参考文献344

第1章 绪论

1.1 水力学的定义、任务和发展简史1

1.2 液体的连续介质模型3

1.3 液体的主要物理性质3

1.3.1 质量和重量4

1.3.2 黏滞性5

1.3.3 压缩性8

1.3.4 表面张力9

1.3.5 汽化压强10

1.4 作用于液体的力10

1.4.1 表面力10

1.4.2 质量力11

思考题11

习题12

第2章 水静力学

2.1 概述14

2.2 静水压强及其特性14

2.2.1 静水压强的定义14

2.2.2 静水压强的特性15

2.3 液体平衡微分方程及其积分17

2.3.1 液体平衡微分方程17

2.3.2 液体平衡微分方程的积分18

2.3.3 等压面特性18

2.4 重力作用下静水压强的分布规律19

2.4.1 水静力学基本方程19

2.4.2 绝对压强、相对压强，真空202.4.3 水头与单位能量21

2.4.4 等压面的应用22

2.4.5 静水压强分布图24

2.5 重力和惯性力同时作用下的液体平衡25

2.6 作用于平面上的静水总压力28

2.6.1 解析法28

2.6.2 矩形平面静水压力--压力图法31

2.7 作用于曲面上的静水总压力33

2.7.1 静水总压力的大小33

2.7.2 静水总压力的方向35

2.7.3 静水总压力的作用点35

思考题37

习题38

目录目录

第3章 液体一元恒定总流基本原理

3.1 概述42

3.2 描述液体运动的两种方法42

3.2.1 拉格朗日法42

3.2.2 欧拉法44

3.3 液体运动的几个基本概念45

3.3.1 恒定流与非恒定流45

3.3.2 一元流、二元流与三元流46

3.3.3 流线与迹线46

3.3.4 流管、元流、总流、过水断面47

3.3.5 流量与断面平均流速47

3.3.6 均匀流和非均匀流48

3.3.7 渐变流与急变流49

3.3.8 系统和控制体50

3.4 恒定流动的连续方程51

3.5 恒定元流的能量方程52

3.5.1 理想液体恒定元流的能量方程52

3.5.2 伯努利方程的能量意义和几何意义54

3.5.3 实际液体恒定元流的能量方程55

3.6 实际液体恒定总流能量方程56

3.7 恒定总流动量方程62

3.8 空化与空蚀的概念67

思考题67

习题68

第4章 层流和紊流、液流阻力和水头损失

4.1 概述71

4.2 水头损失的分类71

4.3 液体运动的两种流态--层流和紊流72

4.3.1 雷诺试验72

4.3.2 沿程损失hf和平均流速v的关系73

4.3.3 流态的判别--雷诺(Reynolds)数75

4.4 均匀流基本方程77

4.4.1 切应力与沿程损失的关系77

4.4.2 切应力的分布79

4.5 层流运动80

4.5.1 圆管均匀层流80

4.5.2 二元明渠均匀层流83

4.6 沿程水头损失的一般公式86

4.7 紊流概述86

4.7.1 紊流的脉动现象和时均概念87

4.7.2 紊流切应力89

4.7.3 紊流的黏性底层91

4.7.4 紊流的水力光滑面、水力过渡粗糙面和水力粗糙面92

4.8 紊流的流速分布93

4.8.1 对数流速分布94

4.8.2 指数流速分布96

4.8.3 黏性底层的厚度98

4.9 沿程水头损失系数λ的试验研究--尼古拉兹试验101

4.9.1 人工粗糙管沿程水头损失系数λ的试验研究

--尼古拉兹试验101

4.9.2 实用管道沿程水头损失系数λ的试验研究104

4.10 谢才公式108

4.11 局部水头损失111

思考题116

习题116

第5章 液体三元流动基本原理

5.1 概述119

5.2 流线与迹线微分方程119

5.2.1 流线微分方程119

5.2.2 迹线微分方程120

5.3 液体三元流动的连续性方程120

5.4 液体微团运动的基本形式121

5.4.1 液体微团运动形式分析122

5.4.2 液体微团速度分解定理123

5.5 有旋运动简介125

5.6 液体恒定平面势流128

5.6.1 流速势函数128

5.6.2 流函数129

5.6.3 流网及其性质131

5.6.4 基本平面势流134

5.7 液体运动微分方程136

5.7.1 液体中一点处的应力状态137

5.7.2 本构方程-应力与变形率的关系137

5.7.3 应力形式的运动微分方程138

5.7.4 运动微分方程--纳维-斯托克斯方程139

5.7.5 紊流时均运动微分方程--雷诺方程140

5.7.6 边界层简介142

思考题143

习题143

第6章 有压管流

145

6.1 概述145

6.2 短管的水力计算146

6.2.1 自由出流146

6.2.2 淹没出流147

6.2.3 总水头线和测压管水头线的绘制148

6.2.4 短管水力计算举例149

6.3 长管的水力计算153

6.3.1 简单管道的水力计算153

6.3.2 串联管道的水力计算155

6.3.3 并联管道的水力计算156

6.3.4 沿程均匀泄流管道的水力计算156

6.3.5 管网水力计算基础159

6.4 有压管路中的水击161

6.4.1 水击波的传播过程161

6.4.2 直接水击与间接水击163

6.4.3 水击压强的计算164

思考题166

习题166

第7章 明渠均匀流

7.1 概述170

7.1.1 明渠的底坡170

7.1.2 明渠的横断面171

7.2 明渠均匀流的特性和形成条件173

7.2.1 明渠均匀流的特性173

7.2.2 明渠均匀流产生的条件174

7.3 明渠均匀流的水力计算174

7.3.1 明渠均匀流的计算公式174

7.3.2 明渠均匀流水力计算三类基本问题177

7.3.3 明渠均匀流水力计算的其他问题180

思考题187

习题187

第8章 明渠非均匀流

8.1 概述189

8.2 明渠水流的流态190

8.2.1 缓流、临界流和急流190

8.2.2 明渠中干扰微波的波速191

8.3 断面单位能量，临界水深，临界底坡193

8.3.1 断面单位能量193

8.3.2 Es与h的关系(流量一定的条件下)195

8.3.3 临界水深及其计算195

8.3.4 临界底坡198

8.4 两种流态的转换--水跃与水跌199

8.4.1 水跃199

8.4.2 水跌207

8.5 棱柱体明渠水面曲线微分方程209

8.6 棱柱体明渠水面曲线形状分析210

8.6.1 水面曲线的类型211

8.6.2 水面曲线的定性分析212

8.6.3 10条水面曲线的共同规律及控制断面与控制水深的选取215

8.7 明渠水面曲线计算216

8.8 天然河道水面曲线计算222

8.8.1 水面曲线计算公式222

8.8.2 水面曲线计算方法223

8.9 明渠弯段水流230

8.9.1 横向水面超高231

8.9.2 断面环流成因分析232

8.9.3 弯段水流的能量损失232

8.10 明渠非恒定流233

8.10.1 明渠非恒定流概念233

8.10.2 明渠非恒定渐变流动的基本方程235

8.10.3 明渠非恒定渐变流计算方法简介239

思考题240

习题241

第9章 堰流和闸孔出流

9.1 概述243

9.2 堰的分类244

9.2.1 薄壁堰244

9.2.2 实用堰245

9.2.3 宽顶堰245

9.3 堰流的基本公式246

9.4 薄壁堰248

9.4.1 矩形薄壁堰248

9.4.2 三角形薄壁堰251

9.5 实用堰251

9.5.1 曲线型剖面实用堰251

9.5.2 折线型实用堰255

9.6 宽顶堰259

9.6.1 宽顶堰的流量公式259

9.6.2 宽顶堰的堰顶水深260

9.6.3 流量系数261

9.6.4 侧收缩系数262

9.6.5 淹没系数263

9.7 闸孔出流265

9.7.1 堰流与孔流的界限266

9.7.2 宽顶堰上的闸孔出流267

9.7.3 实用堰上的闸孔出流269

9.8 水工建筑物测流简介271

思考题273

习题274

第10章 泄水建筑物下游水流的衔接与消能

10.1 概述277

10.2 底流式衔接与消能277

10.2.1 收缩断面水深的计算278

10.2.2 消能工的水力计算280

10.3 挑流式衔接与消能288

10.3.1 挑距的计算289

10.3.2 挑角θ291

10.3.3 反弧半径R291

10.3.4 挑坎高程的确定291

10.3.5 挑流冲刷坑的估算292

10.4 面流衔接与消能292

10.4.1 面流型的衔接形式292

10.4.2 消力戽消能294

思考题296

习题297

第11章 渗流

11.1 概述299

11.2 渗流的几个基本概念299

11.2.1 水在土壤中的形态299

11.2.2 土壤的渗透特性300

11.2.3 渗流模型300

11.3 渗流的基本定律301

11.3.1 达西试验和达西定律302

11.3.2 达西定律的适用范围303

11.3.3 渗透系数及其确定方法304

11.4 恒定无压渗流305

11.4.1 无压恒定均匀渗流305

11.4.2 无压恒定渐变渗流306

11.4.3 无压渐变渗流的微分方程307

11.4.4 渐变渗流浸润线的分析和计算307

11.5 井的渗流313

11.5.1 普通完整井313

11.5.2 承压完整井314

11.5.3 井群315

11.6 土坝渗流317

11.6.1 前段的计算318

11.6.2 后段的计算318

11.6.3 计算浸润线319

11.7 渗流的基本微分方程320

11.7.1 渗流的连续性方程320

11.7.2 渗流的运动方程320

11.7.3 渗流的流速势函数321

11.7.4 渗流问题解法概述321

11.8 恒定平面渗流的流网解法322

11.8.1 恒定平面渗流流网的绘制322

11.8.2 应用流网进行渗流计算324

思考题327

习题327

第12章 污染物的输运和扩散

12.1 概述329

12.2 污染物输运和扩散的数学方程330

12.2.1 一维输运-扩散方程330

12.2.2 平面二维输运-扩散方程332

12.3 一维扩散过程的解334

12.3.1 无限长渠道中瞬时点源的扩散334

12.3.2 半无限长渠道中瞬时点源的扩散335

12.3.3 无限长渠道中区域浓度的扩散336

12.3.4 半无限长渠道中连续点源的扩散337

12.4 二维扩散过程的解338

12.5 均匀流条件下一维随流-扩散方程的解339

12.5.1 均匀流条件下瞬时点源的随流-扩散339

12.5.2 无限长渠道中区域浓度的随流-扩散341

12.5.3 半无限长渠道中连续点源的随流-扩散342

12.6 均匀流条件下二维随流-扩散方程的解342

12.7 存在化学反应的一维随流-扩散方程的解342

12.8 扩散系数的分析与估算343

思考题345

习题345

第13章 水力相似与模型试验基本原理

13.1 概述347

13.2 量纲分析基本原理348

13.2.1 量纲与单位、基本量纲和诱导量纲348

13.2.2 无量纲数(量纲为一的量)349

13.2.3 量纲和谐原理350

13.2.4 量纲分析法350

13.3 水力相似基本原理355

13.3.1 比尺、基本比尺、导出比尺355

13.3.2 力学相似、几何相似、运动相似和动力相似355

13.3.3 牛顿相似定律356

13.3.4 相似准则357

13.4 相似准则的应用及水力模型设计362

13.4.1 相似准则的应用及模型比尺换算362

13.4.2 水力模型设计的限制条件365

13.5 水力模型的分类368

13.5.1 按模型模拟的范围分类368

13.5.2 按床面的性质分类369

13.5.3 按模型的几何相似性分类369

思考题370

习题370

习题答案372

参考文献3782100433B

《工程流体力学(水力学)(第2版)(下册)》是1990年出版的《工程流体力学(水力学)》教材的修订版，原书获国家教委优秀教材二等奖和江苏省科技进步二等奖。《工程流体力学(水力学)(第2版)(下册)》在原书优点、特点和特色的基础上，力求改革，有所新意、进展和提高。《工程流体力学(水力学)(第2版)(下册)》基本上保持原书的内容和体系，又有所增减和更改；加强必要的理论基础和适当结合专业，联系实际，注重能力培养；改写了绪论，增加了地下水污染扩散等内容以及一些章节的例题、讨论题、习题。